劉興梅楊茹梅

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廣播時鐘系統(tǒng)的應(yīng)用

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隨著自動化播出的普遍應(yīng)用，時鐘同步等基礎(chǔ)設(shè)備的運(yùn)行安全對于廣播播出具有重要的意義。本文介紹了衛(wèi)星授時系統(tǒng)，在分析、比較北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)和GPS全球定位系統(tǒng)以及新型廣播時鐘系統(tǒng)的具體應(yīng)用的基礎(chǔ)上，得出采用雙母鐘的時鐘系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，可極大地保障播出安全的結(jié)論。

GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng) 北斗系統(tǒng) 新型廣播時鐘系統(tǒng)

對于總控播出傳輸和制播網(wǎng)系統(tǒng)的定時自動化播出，確定準(zhǔn)確的時間具有重要的意義?，F(xiàn)行的廣播系統(tǒng)普遍通過全球定位系統(tǒng)（GPS）授時，隨著北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的逐漸成熟，總控播出傳輸和制播網(wǎng)系統(tǒng)采用更安全的雙時鐘校時方案。

1 衛(wèi)星授時系統(tǒng)

世界可分為四個維度，除了立體三維空間，還有時間這個維度。對于任何運(yùn)動物體的描述都要使用這四個維度。準(zhǔn)確的時間離不開精準(zhǔn)的時鐘，現(xiàn)階段普遍采用原子鐘作為授時母鐘。我國設(shè)有國家授時中心，負(fù)責(zé)北京時間的精準(zhǔn)授時工作。衛(wèi)星定位系統(tǒng)的衛(wèi)星中設(shè)有精準(zhǔn)的時鐘，衛(wèi)星可以從授時中心獲取準(zhǔn)確時間，通過衛(wèi)星覆蓋為用戶提供基于位置的精確授時服務(wù)。衛(wèi)星定位系統(tǒng)是普通用戶獲取精準(zhǔn)時間最直接有效的手段。

現(xiàn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)主要包括：美國全球定位系統(tǒng)（GPS），歐洲伽利略系統(tǒng)，俄羅斯格洛納斯（Glonass）系統(tǒng)和我國的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)使用最廣泛、覆蓋范圍最廣，是常用的衛(wèi)星定位系統(tǒng)?，F(xiàn)行衛(wèi)星授時系統(tǒng)普遍采用全球定位系統(tǒng)，隨著北斗系統(tǒng)對中國地區(qū)的完全覆蓋，國內(nèi)地區(qū)可以采用北斗系統(tǒng)授時。

2 北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的比較

2.1 北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)

北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是由中國建立的區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)。該系統(tǒng)由三顆（兩顆工作衛(wèi)星、一顆備用衛(wèi)星）北斗定位衛(wèi)星（北斗一號）、地面控制中心為主的地面部份和北斗用戶終端三部分組成。北斗定位系統(tǒng)可向用戶提供二十四小時即時定位服務(wù)，授時精度可達(dá)數(shù)十納秒(ns)的同步精度，其定位精度與GPS相當(dāng)。

2.2 全球定位系統(tǒng)

全球定位系統(tǒng)（GPS）由一組美國國防部在1978年開始陸續(xù)發(fā)射的衛(wèi)星所組成，共有24顆衛(wèi)星運(yùn)行在6個地心軌道平面內(nèi)，根據(jù)時間和地點(diǎn)，地球上可見的衛(wèi)星數(shù)量一直在4顆至11顆之間變化。

GPS時鐘是一種接受GPS衛(wèi)星發(fā)射的低功率無線電信號，通過計算得出GPS時間的接收裝置。為獲得準(zhǔn)確的GPS時間，GPS時鐘必須先接收至少4顆GPS衛(wèi)星的信號，計算出自己所在的三維位置。在已經(jīng)得出具體位置后，GPS時鐘只要接收到1顆GPS衛(wèi)星信號就能保證時鐘的走時準(zhǔn)確性。

2.3 北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)與全球定位系統(tǒng)的比較

（1）覆蓋范圍。北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)基本能覆蓋我國大部及周邊鄰國部分地區(qū)，全球定位系統(tǒng)覆蓋全球。對于中國地區(qū)使用基本無差別。

（2）衛(wèi)星數(shù)量。全球定位系統(tǒng)由6個軌道的24顆衛(wèi)星組成。北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)建設(shè)初期，衛(wèi)星數(shù)量較少，后續(xù)全球覆蓋需要增加衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到35顆。

(4)整合產(chǎn)業(yè)鏈，借助電子商務(wù)重構(gòu)銷售渠道。中國蓬勃發(fā)展的電子商務(wù)無疑為廣大中小外貿(mào)企業(yè)建設(shè)內(nèi)銷渠道提供了一個很好的選擇。

（3）實時性。由于計算傳輸機(jī)制不同，GPS系統(tǒng)是被動式直接傳輸，實時信號；北斗系統(tǒng)需要將申請傳回中心控制系統(tǒng)，再將數(shù)據(jù)送回，在實時性上不如GPS系統(tǒng)，但可以傳輸短消息。

綜上所述，現(xiàn)階段GPS系統(tǒng)成熟穩(wěn)定，北斗系統(tǒng)仍在建設(shè)過程中，系統(tǒng)性能會逐漸提升。在北斗系統(tǒng)建設(shè)完成后，與GPS相比有一定優(yōu)勢存在，特別是在GPS系統(tǒng)限制使用可能的情況下，更具戰(zhàn)略意義。

3 新型廣播時鐘系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 新型廣播時鐘系統(tǒng)的組成

現(xiàn)行廣播系統(tǒng)普遍采用單獨(dú)全球定位系統(tǒng)授時的方式，存在的安全隱患因素不能忽視。新型時鐘系統(tǒng)同時采用全球定位系統(tǒng)和北斗系統(tǒng)雙授時，避免了單獨(dú)系統(tǒng)來源帶來的不穩(wěn)定因素。如圖1所示：

圖1 廣播時鐘系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

設(shè)置北斗和GPS兩套時鐘源，通過時碼選擇器輸出一套時碼流對廣播系統(tǒng)的所有設(shè)備進(jìn)行校時，同時末端擴(kuò)展出多個子鐘，便于使用。同步系統(tǒng)通過兩臺同步發(fā)生器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的同步信號，為調(diào)音臺及矩陣提供參考脈沖，從而保證全系統(tǒng)數(shù)字化的準(zhǔn)確性。

時鐘系統(tǒng)采用雙時鐘源構(gòu)架，衛(wèi)星校時鐘采用專用的衛(wèi)星接收機(jī)接收GPS信號并解調(diào)AC碼得到時碼和秒脈沖，作為時間系統(tǒng)的參考標(biāo)準(zhǔn)，同步系統(tǒng)時鐘。同樣，ST3001B衛(wèi)星時鐘通過接收北斗衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)射的時碼信號，獲得標(biāo)準(zhǔn)時鐘。兩路衛(wèi)星校時互為備份，用ST5101時碼選擇器進(jìn)行切換，得到最優(yōu)時碼后，輸出到后級的分配中繼器，最終分配至最末級用戶。

時碼選擇器輸出的時鐘碼流，不僅為機(jī)房各種數(shù)字時鐘提供時間，還為總控矩陣和服務(wù)器系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間。一套廣播系統(tǒng)應(yīng)使用相同的標(biāo)準(zhǔn)時間，因此，要求所有校時選擇相同的時間源。

統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時間在自動化播出方面有重要作用。矩陣控制電腦，通過校時軟件使得矩陣控制系統(tǒng)保持時間同步；制播網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置校時服務(wù)器，工作站通過軟件校時，使得所有工作站時間相同。這樣就能通過制定矩陣的播出表單，根據(jù)表單定時切換播出通路實現(xiàn)自動化播出。整個系統(tǒng)更多的依靠計算機(jī)系統(tǒng)后臺操作，可以更加精確的切換，避免人員操作失誤。配合制播網(wǎng)系統(tǒng)播出站的精確定時播出內(nèi)容，可以實現(xiàn)播出內(nèi)容無縫銜接，避免混播和空播等問題的發(fā)生。在保證精確播出的同時，極大的節(jié)省人力，避免人工操作帶來的不確定性。

審稿人：孫生和 內(nèi)蒙古廣播電視臺 正高級工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

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2096-0751（2017）02-0015-03

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